go語言循環(huán)隊列的實現(xiàn)

隊列的概念在 順序隊列 中，而使用循環(huán)隊列的目的主要是規(guī)避假溢出造成的空間浪費，在使用循環(huán)隊列處理假溢出時，主要有三種解決方案

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本文提供后兩種解決方案。

順序隊和循環(huán)隊列是一種特殊的線性表，與順序棧類似，都是使用一組地址連續(xù)的存儲單元依次存放自隊頭到隊尾的數(shù)據(jù)元素，同時附設(shè)隊頭(front)和隊尾(rear)兩個指針，但我們要明白一點，這個指針并不是指針變量，而是用來表示數(shù)組當(dāng)中元素下標(biāo)的位置。

本文使用切片來完成的循環(huán)隊列，由于一開始使用三個參數(shù)的make關(guān)鍵字創(chuàng)建切片，在輸出的結(jié)果中不包含nil值(看起來很舒服)，而且在驗證的過程中發(fā)現(xiàn)使用append()函數(shù)時切片內(nèi)置的cap會發(fā)生變化，在消除了種種障礙后得到了一個四不像的循環(huán)隊列，即設(shè)置的指針是順序隊列的指針，但實際上進(jìn)行的操作是順序隊列的操作。最后是對make()函數(shù)和append()函數(shù)的一些使用體驗和小結(jié)，隊列的應(yīng)用放在鏈隊好了。

官方描述(片段)

即切片是一個抽象層，底層是對數(shù)組的引用。

當(dāng)我們使用

構(gòu)建出來的切片的每個位置的值都被賦為interface類型的初始值nil，但是nil值也是有大小的。

而使用

來進(jìn)行初始化時，雖然生成的切片中不包含nil值，但是無法通過設(shè)置的指針變量來完成入隊和出隊的操作，只能使用append()函數(shù)來進(jìn)行操作

在go語言中，切片是一片連續(xù)的內(nèi)存空間加上長度與容量的標(biāo)識，比數(shù)組更為常用。使用 append 關(guān)鍵字向切片中追加元素也是常見的切片操作

正是基于此，在使用go語言完成循環(huán)隊列時，首先想到的就是使用make(type, len, cap)關(guān)鍵字方式完成切片初始化，然后使用append()函數(shù)來操作該切片，但這一方式出現(xiàn)了很多問題。在使用append()函數(shù)時，切片的cap可能會發(fā)生變化，用不好就會發(fā)生擴(kuò)容或收縮。最終造成的結(jié)果是一個四不像的結(jié)果，入隊和出隊操作變得與指針變量無關(guān)，失去了作為循環(huán)隊列的意義，用在順序隊列還算合適。

參考博客：

Go語言中的Nil

Golang之nil

Go 語言設(shè)計與實現(xiàn)

Go語言——goroutine并發(fā)模型

參考：

Goroutine并發(fā)調(diào)度模型深度解析手?jǐn)]一個協(xié)程池

Golang 的 goroutine 是如何實現(xiàn)的？

Golang - 調(diào)度剖析【第二部分】

OS線程初始棧為2MB。Go語言中，每個goroutine采用動態(tài)擴(kuò)容方式，初始2KB，按需增長，最大1G。此外GC會收縮棧空間。

BTW，增長擴(kuò)容都是有代價的，需要copy數(shù)據(jù)到新的stack，所以初始2KB可能有些性能問題。

更多關(guān)于stack的內(nèi)容，可以參見大佬的文章。 聊一聊goroutine stack

用戶線程的調(diào)度以及生命周期管理都是用戶層面，Go語言自己實現(xiàn)的，不借助OS系統(tǒng)調(diào)用，減少系統(tǒng)資源消耗。

Go語言采用兩級線程模型，即用戶線程與內(nèi)核線程KSE（kernel scheduling entity）是M:N的。最終goroutine還是會交給OS線程執(zhí)行，但是需要一個中介，提供上下文。這就是G-M-P模型

Go調(diào)度器有兩個不同的運行隊列：

go1.10\src\runtime\runtime2.go

Go調(diào)度器根據(jù)事件進(jìn)行上下文切換。

調(diào)度的目的就是防止M堵塞，空閑，系統(tǒng)進(jìn)程切換。

詳見 Golang - 調(diào)度剖析【第二部分】

Linux可以通過epoll實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用，統(tǒng)稱網(wǎng)絡(luò)輪詢器N（Net Poller）。

文件IO操作

上面都是防止M堵塞，任務(wù)竊取是防止M空閑

每個M都有一個特殊的G，g0。用于執(zhí)行調(diào)度，gc，棧管理等任務(wù)，所以g0的棧稱為調(diào)度棧。g0的棧不會自動增長，不會被gc，來自os線程的棧。

go1.10\src\runtime\proc.go

G沒辦法自己運行，必須通過M運行

M通過通過調(diào)度，執(zhí)行G

從M掛載P的runq中找到G，執(zhí)行G

golang如何實現(xiàn)urldecode

首先你的理解是錯的，不管用戶態(tài)的API(syscall)是否是同步還是異步，在kernel層面都是異步的。

其實實現(xiàn)原理很簡單，就是利用C(嵌入?yún)R編)語言可以直接修改寄存器(setcontext/setjmp/longjmp均是類似原理，修改程序指針eip實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，棧指針實現(xiàn)上線文切換)來實現(xiàn)從func_a調(diào)進(jìn)去，從func_b返回出來這種行為。對于golang來說，func_a/func_b屬于不同的goroutine，從而就實現(xiàn)了goroutine的調(diào)度切換。

另外對于所有可能阻塞的syscall，golang對其進(jìn)行了封裝，底層實際是epoll方式做的，注冊回調(diào)后切換到另一個runnable的goroutine。

Go語言設(shè)計與實現(xiàn)（上）

基本設(shè)計思路：

類型轉(zhuǎn)換、類型斷言、動態(tài)派發(fā)。iface，eface。

反射對象具有的方法：

編譯優(yōu)化：

內(nèi)部實現(xiàn)：

實現(xiàn) Context 接口有以下幾個類型（空實現(xiàn)就忽略了）：

互斥鎖的控制邏輯：

設(shè)計思路：

（以上為寫被讀阻塞，下面是讀被寫阻塞）

總結(jié)，讀寫鎖的設(shè)計還是非常巧妙的：

設(shè)計思路：

WaitGroup 有三個暴露的函數(shù):

部件：

設(shè)計思路：

結(jié)構(gòu)：

Once 只暴露了一個方法：

實現(xiàn)：

三個關(guān)鍵點：

細(xì)節(jié)：

讓多協(xié)程任務(wù)的開始執(zhí)行時間可控（按順序或歸一）。（Context 是控制結(jié)束時間）

設(shè)計思路： 通過一個鎖和內(nèi)置的 notifyList 隊列實現(xiàn)，Wait() 會生成票據(jù)，并將等待協(xié)程信息加入鏈表中，等待控制協(xié)程中發(fā)送信號通知一個（Signal()）或所有（Boardcast()）等待者（內(nèi)部實現(xiàn)是通過票據(jù)通知的）來控制協(xié)程解除阻塞。

暴露四個函數(shù)：

實現(xiàn)細(xì)節(jié)：

部件：

包： golang.org/x/sync/errgroup

作用：開啟 func() error 函數(shù)簽名的協(xié)程，在同 Group 下協(xié)程并發(fā)執(zhí)行過程并收集首次 err 錯誤。通過 Context 的傳入，還可以控制在首次 err 出現(xiàn)時就終止組內(nèi)各協(xié)程。

設(shè)計思路：

結(jié)構(gòu)：

暴露的方法：

實現(xiàn)細(xì)節(jié)：

注意問題：

包： "golang.org/x/sync/semaphore"

作用：排隊借資源（如錢，有借有還）的一種場景。此包相當(dāng)于對底層信號量的一種暴露。

設(shè)計思路：有一定數(shù)量的資源 Weight，每一個 waiter 攜帶一個 channel 和要借的數(shù)量 n。通過隊列排隊執(zhí)行借貸。

結(jié)構(gòu)：

暴露方法：

細(xì)節(jié)：

部件：

細(xì)節(jié)：

包： "golang.org/x/sync/singleflight"

作用：防擊穿。瞬時的相同請求只調(diào)用一次，response 被所有相同請求共享。

設(shè)計思路：按請求的 key 分組（一個 *call 是一個組，用 map 映射存儲組），每個組只進(jìn)行一次訪問，組內(nèi)每個協(xié)程會獲得對應(yīng)結(jié)果的一個拷貝。

結(jié)構(gòu)：

邏輯：

細(xì)節(jié)：

部件：

如有錯誤，請批評指正。

一學(xué)就會，手把手教你用Go語言調(diào)用智能合約

智能合約調(diào)用是實現(xiàn)一個 DApp 的關(guān)鍵，一個完整的 DApp 包括前端、后端、智能合約及區(qū)塊 鏈系統(tǒng)，智能合約的調(diào)用是連接區(qū)塊鏈與前后端的關(guān)鍵。

我們先來了解一下智能合約調(diào)用的基礎(chǔ)原理。智能合約運行在以太坊節(jié)點的 EVM 中。因此要 想調(diào)用合約必須要訪問某個節(jié)點。

以后端程序為例，后端服務(wù)若想連接節(jié)點有兩種可能，一種是雙 方在同一主機(jī)，此時后端連接節(jié)點可以采用 本地 IPC(Inter-Process Communication，進(jìn) 程間通信)機(jī)制，也可以采用 RPC(Remote Procedure Call，遠(yuǎn)程過程調(diào)用)機(jī)制;另 一種情況是雙方不在同一臺主機(jī)，此時只能采用 RPC 機(jī)制進(jìn)行通信。

提到 RPC， 讀者應(yīng)該對 Geth 啟動參數(shù)有點印象，Geth 啟動時可以選擇開啟 RPC 服務(wù)，對應(yīng)的 默認(rèn)服務(wù)端口是 8545。。

接著，我們來了解一下智能合約運行的過程。

智能合約的運行過程是后端服務(wù)連接某節(jié)點，將 智能合約的調(diào)用(交易)發(fā)送給節(jié)點，節(jié)點在驗證了交易的合法性后進(jìn)行全網(wǎng)廣播，被礦工打包到 區(qū)塊中代表此交易得到確認(rèn)，至此交易才算完成。

就像數(shù)據(jù)庫一樣，每個區(qū)塊鏈平臺都會提供主流 開發(fā)語言的 SDK(Software Development Kit，軟件開發(fā)工具包)，由于 Geth 本身就是用 Go 語言 編寫的，因此若想使用 Go 語言連接節(jié)點、發(fā)交易，直接在工程內(nèi)導(dǎo)入 go-ethereum(Geth 源碼) 包就可以了，剩下的問題就是流程和 API 的事情了。

總結(jié)一下，智能合約被調(diào)用的兩個關(guān)鍵點是節(jié)點和 SDK。

由于 IPC 要求后端與節(jié)點必須在同一主機(jī)，所以很多時候開發(fā)者都會采用 RPC 模式。除了 RPC，以太坊也為開發(fā)者提供了 json- rpc 接口，本文就不展開討論了。

接下來介紹如何使用 Go 語言，借助 go-ethereum 源碼庫來實現(xiàn)智能合約的調(diào)用。這是有固定 步驟的，我們先來說一下總體步驟，以下面的合約為例。

步驟 01:編譯合約，獲取合約 ABI(Application Binary Interface，應(yīng)用二進(jìn)制接口)。 單擊【ABI】按鈕拷貝合約 ABI 信息，將其粘貼到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 語言IDE 創(chuàng)建該文件，文件名可自定義，后綴最好使用 abi)。

最好能將 calldemo.abi 單獨保存在一個目錄下，輸入“l(fā)s”命令只能看到 calldemo.abi 文件，參 考效果如下:

步驟 02:獲得合約地址。注意要將合約部署到 Geth 節(jié)點。因此 Environment 選擇為 Web3 Provider。

在【Environment】選項框中選擇“Web3 Provider”，然后單擊【Deploy】按鈕。

部署后，獲得合約地址為:0xa09209c28AEf59a4653b905792a9a910E78E7407。

步驟 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包內(nèi)的可執(zhí)行程序)編譯智能合約為 Go 代碼。abigen 工具的作用是將 abi 文件轉(zhuǎn)換為 Go 代碼，命令如下:

其中各參數(shù)的含義如下。 (1)abi:是指定傳入的 abi 文件。 (2)type:是指定輸出文件中的基本結(jié)構(gòu)類型。 (3)pkg:指定輸出文件 package 名稱。 (4)out:指定輸出文件名。 執(zhí)行后，將在代碼目錄下看到 funcdemo.go 文件，讀者可以打開該文件欣賞一下，注意不要修改它。

步驟 04:創(chuàng)建 main.go，填入如下代碼。 注意代碼中 HexToAddress 函數(shù)內(nèi)要傳入該合約部署后的地址，此地址在步驟 01 中獲得。

步驟 04:設(shè)置 go mod，以便工程自動識別。

前面有所提及，若要使用 Go 語言調(diào)用智能合約，需要下載 go-ethereum 工程，可以使用下面 的指令:

該指令會自動將 go-ethereum 下載到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”，這樣還算 不錯。不過，Go 語言自 1.11 版本后，增加了 module 管理工程的模式。只要設(shè)置好了 go mod，下載 依賴工程的事情就不必關(guān)心了。

接下來設(shè)置 module 生效和 GOPROXY，命令如下:

在項目工程內(nèi)，執(zhí)行初始化，calldemo 可以自定義名稱。

步驟 05:運行代碼。執(zhí)行代碼，將看到下面的效果，以及最終輸出的 2020。

上述輸出信息中，可以看到 Go 語言會自動下載依賴文件，這就是 go mod 的神奇之處。看到 2020，相信讀者也知道運行結(jié)果是正確的了。

分享題目：go語言實現(xiàn)epool go語言實現(xiàn)區(qū)塊鏈
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